Part 2. Tecnologia: extrusió d'alumini + soldadura per fricció com a corrent principal, soldadura làser i FDS o convertir-se en la direcció futura
1. En comparació amb la fosa a pressió i l'estampació, els perfils de formació d'extrusió d'alumini i després la soldadura és la tecnologia principal de les caixes de bateries actualment.
1) La profunditat de dibuix de la carcassa sota la bateria soldada per la placa d'alumini d'estampació, la vibració insuficient i la força d'impacte de la bateria i altres problemes requereixen que les empreses automobilístiques tinguin una forta capacitat de disseny integrada de la carrosseria i el xassís;
2) La safata de la bateria d'alumini de fosa en mode de fosa a pressió adopta tot l'emmotllament únic.El desavantatge és que l'aliatge d'alumini és propens a la colada, esquerdes, aïllament en fred, depressió, porositat i altres defectes en el procés de fosa.La propietat de segellat del producte després de la fosa és deficient i l'allargament de l'aliatge d'alumini fos és baix, que és propens a la deformació després de la col·lisió;
3) La safata de la bateria d'aliatge d'alumini extrusionat és l'esquema de disseny de la safata de la bateria principal actual, mitjançant l'empalmament i el processament de perfils per satisfer diferents necessitats, té els avantatges d'un disseny flexible, processament convenient, fàcil de modificar, etc.;Rendiment La safata de bateries d'aliatge d'alumini extruït té una alta rigidesa, resistència a la vibració, rendiment d'extrusió i impacte.
2. Concretament, el procés d'extrusió d'alumini per formar una caixa de bateries és el següent:
La placa inferior del cos de la caixa es forma mitjançant soldadura per fricció després de l'extrusió de la barra d'alumini, i el cos de la caixa inferior es forma mitjançant la soldadura amb quatre plaques laterals.Actualment, el perfil d'alumini principal utilitza 6063 o 6016 ordinari, la resistència a la tracció és bàsicament entre 220 ~ 240MPa, si l'ús d'alumini extruït de major resistència, la resistència a la tracció pot arribar a més de 400MPa, en comparació amb la caixa de perfil d'alumini normal pot reduir el pes en 20% ~ 30%.
3. La tecnologia de soldadura també s'actualitza contínuament, la corrent principal actual és la soldadura per fricció
A causa de la necessitat d'empalmar el perfil, la tecnologia de soldadura té un gran impacte en la planitud i la precisió de la caixa de la bateria.La tecnologia de soldadura de la caixa de bateries es divideix en soldadura tradicional (soldadura TIG, CMT) i ara la soldadura per fricció (FSW), soldadura làser més avançada, tecnologia d'autoajustament de cargols (FDS) i tecnologia d'enllaç.
La soldadura TIG està sota la protecció de gas inert, utilitzant l'arc generat entre l'elèctrode de tungstè i la soldadura per escalfar el metall base i el filferro d'ompliment, per tal de formar soldadures d'alta qualitat.Tanmateix, amb l'evolució de l'estructura de la caixa, la mida de la caixa es fa més gran, l'estructura del perfil es fa més fina i la precisió dimensional després de la soldadura es millora, la soldadura TIG es troba en desavantatge.
CMT és un nou procés de soldadura MIG/MAG, que utilitza un gran pols corrent per fer que l'arc de filferro de soldadura sigui suau, a través de la tensió superficial del material, la gravetat i el bombeig mecànic, formant una soldadura contínua, amb una entrada de calor petita, sense esquitxades, estabilitat de l'arc i velocitat de soldadura ràpida i altres avantatges, es pot utilitzar per a una varietat de soldadura de materials.Per exemple, l'estructura de la caixa sota el paquet de bateries utilitzat pels models BYD i BAIC adopta majoritàriament la tecnologia de soldadura CMT.
4. La soldadura per fusió tradicional té problemes com ara la deformació, la porositat i el baix coeficient d'unió de soldadura causats per una gran entrada de calor.Per tant, s'ha utilitzat àmpliament una tecnologia de soldadura per fricció més eficient i verda amb una qualitat de soldadura més alta.
FSW es basa en la calor generada per la fricció entre l'agulla de mescla giratòria i l'espatlla de l'eix i el metall base com a font de calor, a través de la rotació de l'agulla de mescla i la força axial de l'espatlla de l'eix per aconseguir el flux de plastificació del metall base per obtenir la junta de soldadura.La junta de soldadura FSW amb alta resistència i bon rendiment de segellat s'utilitza àmpliament en el camp de la soldadura de caixes de bateries.Per exemple, la caixa de bateries de molts models de Geely i Xiaopeng adopta una estructura de soldadura per fricció de doble cara.
La soldadura làser utilitza un feix làser amb alta densitat d'energia per irradiar la superfície del material a soldar per fondre el material i formar una unió fiable.L'equip de soldadura làser no s'ha utilitzat àmpliament a causa de l'alt cost de la inversió inicial, el llarg període de retorn i la dificultat de la soldadura per làser d'aliatge d'alumini.
5. Per tal d'alleujar l'impacte de la deformació de la soldadura en la precisió de la mida de la caixa, s'introdueixen la tecnologia d'auto-estrenyiment de cargols (FDS) i la tecnologia d'unió, entre les quals les empreses conegudes són WEBER a Alemanya i 3M als Estats Units.
La tecnologia de connexió FDS és una mena de procés de conformació en fred de connexió de cargols i cargols autoroscants a través de l'eix de tensió del centre de l'equip per dur a terme la rotació d'alta velocitat del motor que es connectarà a la calor de fricció de la placa i la deformació plàstica.Normalment s'utilitza amb robots i té un alt grau d'automatització.
En el camp de la fabricació de noves bateries d'energia, el procés s'aplica principalment a la caixa de l'estructura del marc, amb procés d'unió, per tal de garantir una força de connexió suficient mentre es realitza el rendiment de segellat de la caixa.Per exemple, la caixa de la bateria d'un model de cotxe de NIO utilitza tecnologia FDS i s'ha produït quantitativament.Tot i que la tecnologia FDS té avantatges evidents, també té desavantatges: alt cost de l'equip, alt cost de les protuberàncies i cargols post-soldadura, etc., i les condicions de funcionament també limiten la seva aplicació.
Part 3. Quota de mercat: l'espai del mercat de la caixa de bateries és gran, amb un ràpid creixement compost
Els vehicles elèctrics purs continuen augmentant de volum i l'espai de mercat de caixes de bateries per a vehicles d'energia nova s'està expandint ràpidament.A partir de les estimacions de vendes nacionals i globals de vehicles d'energia nova, calculem l'espai del mercat nacional de les caixes de bateries de vehicles d'energia nova assumint el valor mitjà per unitat de les caixes de bateries d'energia nova:
Hipòtesis bàsiques:
1) El volum de vendes de vehicles de nova energia a la Xina el 2020 és d'1,25 milions.Segons el Pla de desenvolupament a mitjà i llarg termini de la indústria de l'automòbil emès pels tres ministeris i comissions, és raonable suposar que el volum de vendes de nous vehicles de passatgers d'energia a la Xina el 2025 arribarà als 6,34 milions i la producció a l'estranger de nous els vehicles energètics arribaran als 8,07 milions.
2) El volum de vendes nacionals de vehicles elèctrics purs representa el 77% el 2020, suposant que el volum de vendes representarà el 85% el 2025.
3) La permeabilitat de la caixa i el suport de la bateria d'aliatge d'alumini es manté al 100% i el valor d'una sola bicicleta és de 3000 RMB.
Resultats del càlcul: s'estima que l'any 2025, l'espai de mercat de caixes de bateries per a vehicles de passatgers d'energia nova a la Xina i a l'estranger serà d'uns 16.200 milions de RMB i 24.200 milions de RMB, i la taxa de creixement composta del 2020 al 2025 serà del 41,2% i 51,7%
Hora de publicació: 16-mai-2022
